Kosmologie : Zu früh bevölkert
Die Theorie vom Urknall und der Entwicklung des frühen Universums gerät immer mehr ins Wanken. Das neueste Problem: Bereits zwei Milliarden Jahre nach dem Anfang aller Anfänge gab es mehr als doppelt so viele Galaxien, wie Astronomen erwartet haben.
© ESO (Ausschnitt)
Wissen ist Macht, sagt eine alte Weisheit. Aber manchmal macht Wissen auch Ärger, mögen Kosmologen angesichts vieler neuer Beobachtungsdaten denken. Dabei schien früher alles so wunderbar klar und stimmig: Vor rund 13,7 Milliarden Jahren hat sich aus dem Nichts und Niemals ein unendlich dichter Punkt Energie in die Existenz getunnelt, festgestellt, dass es rundum völlig leer ist, ja, dass eigentlich gar kein "Rundum" existierte, und explodierte als Urknall Raum, Zeit und Materie/Energie (zwei Formen der selben Sache) in die noch nicht vorhandene Welt. In der Folge wurden aus Strahlung Teilchen, aus Teilchen Ansammlungen mit wirkungsvoller Gravitationskraft, aus Ansammlungen Sterne und Galaxien. Fertig war das Universum, wie wir es kennen.
Eine schöne Theorie, die lange Zeit viele Fragen nach dem "Woher?" beantwortet hat und weiterhin beantwortet. Wenn da nicht die ständige Neugier der Wissenschaftler wäre, die immer und immer wieder mit besseren und noch besseren Instrumenten nachbohren, nachforschen und nachgrübeln. Die Fragen "Was kann ich wohl damit sehen?" und "Wie passt das denn zu der Theorie?" haben schon so manches Gedankengebäude ins Wanken oder gar zum Einsturz gebracht. Letzlich ist dieser Prozess unverzichtbarer Garant für den Erkenntnisfortschritt, wie man im Einsteinjahr an jeder medialen Ecke erzählt bekommt.
Nun sieht es seit einigen Jahren so aus, als müsse die Urknall-Theorie sich in einer Folge von Wellen des Zweifels bewähren. Zu alte Sterne, zu frühe Galaxien, ein zu gleichmäßiger Mikrowellenhintergrund – alle paar Monate stoßen Astrophysiker auf Daten, die nicht passen wollen. Manches erweist sich bald darauf als Beobachtungsfehler, an anderes kann die Theorie angepasst werden, und einiges bleibt rätselhaft. Ebenso ergeht es den Modellen von der Frühzeit des Kosmos. Zu früh, zu viel, sollte es noch gar nicht geben – seien damit nun Elemente oder Sterne gemeint, irgendwie war das Baby-Universum offenbar komplexer, als wir es uns hingedacht haben.
In diese Richtung gehen auch die Ergebnisse europäischer Astronomen um Olivier Le Fèvre von der Universität der Provence Aix-Marseille I. Sie untersuchten weit entfernte Galaxien, deren Licht um die elf Milliarden Jahre unterwegs war, bis es auf die Erde traf. Ein Blick zurück in die Jugend des Weltalls also, das damals nur zehn bis zwanzig Prozent seines gegenwärtigen Alters erreicht hatte. Die Daten stammten aus einer schmalbandigen Infrarotaufnahme (um 810 Nanometer Wellenlänge) des Visible Multi-Object Spectrograph (VIMOS) auf dem Very Large Telescope in Chile, dem so genannten Deep Survey (VVDS). Sie zeigt einen kleinen Ausschnitt aus dem Bereich des Sternbildes Wal (Cetus), in dem besonders weit entfernte Galaxien anhand der Rotverschiebung ihres Lichts zu erkennen sind.
Die Auszählung der Galaxien brachte eine Überraschung: Es fanden sich 970 Exemplare mit einem Alter zwischen neun und zwölf Milliarden Jahren. Das entspricht mehr als dem Doppelten aus bisherigen Untersuchungen. Außerdem gab es Hinweise auf eine rasante Sternenbildung von zehn bis hundert Sonnenmassen pro Jahr, die bislang auch niedriger eingeschätzt worden war.
Insgesamt sind die Galaxien im frühen Universum also viel schneller und zahlreicher entstanden, als der Theorie lieb ist. Für sich alleine betrachtet gibt das nur ein leises Zittern am Gedankengebäude. Im Verein mit den vielen anderen Ungereimtheiten könnte es aber ein weiterer Vorbote des großen Bebens sein, das die Vorstellung von der Entwicklung des Kosmos auf eine harte Probe stellt. Wir dürfen gespannt sein, was die Seismologie des astronomischen Wissens in der Zukunft für uns bereithält.
Eine schöne Theorie, die lange Zeit viele Fragen nach dem "Woher?" beantwortet hat und weiterhin beantwortet. Wenn da nicht die ständige Neugier der Wissenschaftler wäre, die immer und immer wieder mit besseren und noch besseren Instrumenten nachbohren, nachforschen und nachgrübeln. Die Fragen "Was kann ich wohl damit sehen?" und "Wie passt das denn zu der Theorie?" haben schon so manches Gedankengebäude ins Wanken oder gar zum Einsturz gebracht. Letzlich ist dieser Prozess unverzichtbarer Garant für den Erkenntnisfortschritt, wie man im Einsteinjahr an jeder medialen Ecke erzählt bekommt.
Nun sieht es seit einigen Jahren so aus, als müsse die Urknall-Theorie sich in einer Folge von Wellen des Zweifels bewähren. Zu alte Sterne, zu frühe Galaxien, ein zu gleichmäßiger Mikrowellenhintergrund – alle paar Monate stoßen Astrophysiker auf Daten, die nicht passen wollen. Manches erweist sich bald darauf als Beobachtungsfehler, an anderes kann die Theorie angepasst werden, und einiges bleibt rätselhaft. Ebenso ergeht es den Modellen von der Frühzeit des Kosmos. Zu früh, zu viel, sollte es noch gar nicht geben – seien damit nun Elemente oder Sterne gemeint, irgendwie war das Baby-Universum offenbar komplexer, als wir es uns hingedacht haben.
In diese Richtung gehen auch die Ergebnisse europäischer Astronomen um Olivier Le Fèvre von der Universität der Provence Aix-Marseille I. Sie untersuchten weit entfernte Galaxien, deren Licht um die elf Milliarden Jahre unterwegs war, bis es auf die Erde traf. Ein Blick zurück in die Jugend des Weltalls also, das damals nur zehn bis zwanzig Prozent seines gegenwärtigen Alters erreicht hatte. Die Daten stammten aus einer schmalbandigen Infrarotaufnahme (um 810 Nanometer Wellenlänge) des Visible Multi-Object Spectrograph (VIMOS) auf dem Very Large Telescope in Chile, dem so genannten Deep Survey (VVDS). Sie zeigt einen kleinen Ausschnitt aus dem Bereich des Sternbildes Wal (Cetus), in dem besonders weit entfernte Galaxien anhand der Rotverschiebung ihres Lichts zu erkennen sind.
Die Auszählung der Galaxien brachte eine Überraschung: Es fanden sich 970 Exemplare mit einem Alter zwischen neun und zwölf Milliarden Jahren. Das entspricht mehr als dem Doppelten aus bisherigen Untersuchungen. Außerdem gab es Hinweise auf eine rasante Sternenbildung von zehn bis hundert Sonnenmassen pro Jahr, die bislang auch niedriger eingeschätzt worden war.
Insgesamt sind die Galaxien im frühen Universum also viel schneller und zahlreicher entstanden, als der Theorie lieb ist. Für sich alleine betrachtet gibt das nur ein leises Zittern am Gedankengebäude. Im Verein mit den vielen anderen Ungereimtheiten könnte es aber ein weiterer Vorbote des großen Bebens sein, das die Vorstellung von der Entwicklung des Kosmos auf eine harte Probe stellt. Wir dürfen gespannt sein, was die Seismologie des astronomischen Wissens in der Zukunft für uns bereithält.
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